《典型高风险条件下地下工程施工安全保障关键技术》

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“高海拔地区”、“高富水地质”和“高敏感环境”是隧道工程建设中不可回避的三种典型高风险条件。该项目针对“三高”风险条件下隧道工程施工安全保障技术,依托承建的国家重点工程四川雀儿山隧道(海拔4378m长7108m)、重庆轨道交通1号线中梁山隧道、重庆轨道交通6号线小什字车站隧道(断面430m2)等典型工程,进行了“产学研用”联合攻关,取得了系列创新性关键技术成果。

研发了高海拔地区特长公路隧道施工安全保障关键技术,解决了海拔4300m以上、9%低含氧量特长隧道独头掘进4000m的通风供氧难题。

构建了考虑海拔高度、隧道进尺、机械消耗的低氧、低压、低温环境下空气含氧量多源衰减计算模型,首次提出了基于肺泡氧分压理论的高海拔地区人体缺氧危险等级划分、控制标准及人员劳动强度指数分级方法,开发了基于穿戴设备的施工人员机体健康状态全过程实时监控应急系统;提出了高海拔隧道“富氧+涡轮增压”的双控组合机械效能提升方法;研发了混凝土保温防冻与隧道结构安全设计施工关键技术。

研发了高压富水地段城市隧道动态信息化注浆成套技术,实现了2.2MPa高富水城市隧道小于0.9m3/d·m的地下水限量排放。

建立了基于“判定地质、分区定位、动态注浆”的高压富水地段城市隧道动水动态信息化注浆设计施工模型及应用系统;研改了高压富水地段隧道工程动态分区注浆配套装置;提出了综合考虑地下动水环境的注浆材料择优配伍方法;形成了高压富水城市隧道高效注浆堵水作业新工法,实现了隧道下穿城市密集居住区水环境的“零影响”。

研发了高敏感环境下隧道工程微扰暗挖施工控制关键技术,实现了26m跨暗挖隧道下穿文物建筑物变形≤2mm、爆破振动速度≤0.5cm/s。

构建了高敏感环境下隧道工程近接施工影响分区及地层变形时空统一预计方法;发明了高敏感环境下大断面隧道微扰施工控制工法;研发了高敏感环境下地下工程微扰暗挖爆破施工控制技术;建立了高敏感环境下隧道施工全过程安全风险动态管控体系。

项目成果关键技术达到国际领先水平,累计获授权国家发明专利20项;实用新型专利42项;企业标准1部;国家级工法3项;省部级工法13项;软件著作权4项;出版学术专著6部;发表SCI/EI学术论文60余篇;培养博、硕士10人;省部级科技进步一等奖2项。相关成果已陆续推广应用于汶马高速狮子坪隧道、重庆中梁山隧道、深圳地铁9号线等地下工程中,累计产生直接经济效益2.13亿余元,有力地推动了中国地下工程修建技术的进步。特别是雀儿山隧道项目被中央电视台新闻联播、朝闻天下、超级工程、辉煌中国等节目8次专题报道,引起了良好的社会反响。

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